Erdgas als Energiequelle

ERDGAS deckt mehr als 20 Prozent des weltweiten Energiebedarfs. Wie entsteht Erdgas? Wie wird es aufbereitet? Und wie viel ist noch vorhanden?

Nach Ansicht vieler Wissenschaftler bildete sich Erdgas vor langer Zeit durch den Zerfall von Pflanzen und tierischen Kleinstlebewesen wie Plankton. Gemäß dieser Theorie entstanden die fossilen Brennstoffe (Kohle, Gas und Erdöl) über lange Zeiträume, in denen Mikroorganismen tief in der Erde organische Abfälle zersetzten — begünstigt durch den Druck der anwachsenden Sedimentschichten von oben und die Wärme aus dem Erdinneren von unten. Mit der Zeit gelangte ein großer Teil des Gases in poröses Gestein, bis unter undurchdringlichem Fels teilweise große Gaslagerstätten entstanden. Einige Erdgasfelder sind riesig und enthalten Billionen Kubikmeter Gas. Wie werden diese Lagerstätten aufgespürt?

Die Suche nach Erdgas

Dank Fernerkundungssatelliten, GPS, Reflexionsseismik und Computern ist die Suche nach Erdgas kein reines Ratespiel mehr. Die Reflexionsseismik nutzt das Phänomen, dass unterirdische Gesteinsschichten Schallwellen reflektieren, die ein akustisches Bild von dem erzeugen, was sich in der Tiefe verbirgt. Dabei kommen künstliche Schallquellen zum Einsatz, wie kleine Sprengsätze oder mit Vibratoren ausgerüstete Spezialfahrzeuge. Die Schockwellen wandern durch die Erdkruste, werden reflektiert und dann mit entsprechenden Instrumenten aufgezeichnet. Mithilfe der so gewonnenen Daten lassen sich verschiedene Gesteinsschichten dreidimensional auf dem Computer darstellen und potenzielle Gaslager aufspüren.

Bei der Offshore-Exploration werden die Schallwellen durch spezielle Geräte erzeugt, die Druckluft, Dampf oder Wasser ins Meer schießen. Die Druckwellen dringen in den Meeresboden ein, werden reflektiert und von Unterwassermikrofonen aufgezeichnet, die das Forschungsschiff an einem langen Kabel hinter  sich herzieht. Auch diese Signale lassen sich auf dem Computer darstellen und auswerten.

Damit sich die Erschließung rentiert, muss ein Feld genügend Gas enthalten. Daher ermitteln Geologen sowohl den Druck in der Lagerstätte als auch ihr Volumen. Der Druck lässt sich mit Messgeräten ziemlich exakt feststellen. Das genaue Volumen dagegen ist schwerer zu bestimmen. Eine Möglichkeit ist, den Druck zu messen, dann Gas zu entnehmen und die Druckmessung zu wiederholen. Ein geringer Druckabfall weist auf ein großes Reservoir hin, ein starker Druckabfall auf ein kleines.

Wie wird das Gas aufbereitet?

Nach der Förderung wird das Gas durch Pipelines zu Raffinerien geschickt, wo man es von Stoffen wie Kohlendioxid, Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxid reinigt. Um die Leitungen vor Korrosion zu schützen, wird der Wasserdampf entzogen. Anschließend wird das Erdgas stark abgekühlt, um den nicht brennbaren Stickstoff zu entfernen und die wertvollen Bestandteile Helium, Butan, Ethan und Propan zu isolieren. Das Endprodukt ist praktisch reines Methan — farblos, geruchlos und leicht brennbar.

Damit Erdgas für den Hausgebrauch sicher ist, setzen die Hersteller geringe Mengen schwefliger Komponenten zu. Der penetrante Geruch macht auf austretendes Gas aufmerksam, damit man sofort reagieren kann, um eine Explosion zu verhindern. Dennoch ist Erdgas wesentlich umweltfreundlicher als andere fossile Brennstoffe wie Kohle und Öl.

Um den Transport zu erleichtern, wird Erdgas auf sehr niedrige Temperaturen abgekühlt und so verflüssigt. Butan und Propan werden oft als Flüssiggas (LPG) in Flaschen abgefüllt und zum Kochen oder Grillen verwendet. LPG dient auch als Treibstoff für Fahrzeuge aller Art. Die chemische Industrie verarbeitet Butan und Propan außerdem in Kunststoffen, Lösungsmitteln, Kunstfasern und anderen organischen Produkten.

Der Vorrat ist begrenzt

Wie alle anderen fossilen Brennstoffe, sind auch die Erdgasressourcen begrenzt. 45 Prozent aller förderbaren Erdgasvorkommen sollen noch unentdeckt sein. Falls das zutrifft, würde der Vorrat beim gegenwärtigen Verbrauch noch ungefähr 60 Jahre reichen. Da der Energieverbrauch in vielen Ländern jedoch zunimmt, könnten sich heutige Prognosen als sehr ungenau herausstellen.

Angesichts der rasanten Industrialisierung einiger Länder mag der Eindruck entstehen, die Ressourcen der Erde seien unerschöpflich. Natürlich gibt es noch Kernenergie und erneuerbare Energiequellen wie Solar- und Windenergie. Werden diese den zunehmenden Energiebedarf decken? Und wie steht es mit ihrer Umweltfreundlichkeit? Das wird die Zukunft zeigen.

[Diagramm/Bild auf Seite 14]

(Genaue Textanordnung in der gedruckten Ausgabe)

Das geförderte Erdgas wird durch eine Pipeline zur Raffinerie geschickt, die es für industrielle und private Verbraucher aufbereitet

[Diagramm]

Gasförderanlage

Raffinerie

Gasanbieter

[Bild auf Seite 13]

Mit speziellen Geräten werden Schallwellen erzeugt, die reflektiert und dann gemessen werden

[Bild auf Seite 13]

Geologen analysieren dreidimensionale Darstellungen, die mithilfe der Schallwellen erstellt wurden

[Bildnachweis auf Seite 13]

Oben: © Lloyd Sutton/Alamy; unten: © Chris Pearsall/Alamy